Understanding the effects of complex seasonality on suburban daily transit ridership

Fluctuations in transit ridership pattern over the year have always concerned transport planners, operators and researchers. Predominantly, metrological elements have been specified to explain variability in ridership volume. However, the outcome of this research points to new direction to explain ridership fluctuation in Brisbane. It explored the relationship between daily bus ridership, seasonality and weather variables for a one-year period, 2012. Rather than segregating the entire year’s ridership into the four calendar seasons (summer, autumn, spring, and winter), this analysis distributed the yearly ridership into nine complex seasonality blocks. These represent calendar season, school/university (academic) period and their corresponding holidays, as well as other observant holidays such as Christmas. The dominance of complex seasonality over typical calendar season was established through analysis and using Multiple Linear Regression (MLR). This research identified a very strong association between complex seasonality and bus ridership. Furthermore, an expectation that Brisbane’s subtropical summer is unfavourable to transit usage was not supported by the findings of this study. A nil association of precipitation and temperature was observed in this region. Finally, this research developed a ridership estimation model, capable of predicting daily ridership within very limited error range. Following the application of this developed model, the estimated annual time series data of each suburb was analysed using Fourier Transformation to appreciate whether any cyclical effects remained, compared with the original data.

A principled experimental design approach to Big Data analysis

Big Datasets are endemic, but they are often notoriously difficult to analyse because of their size, heterogeneity, history and quality. The purpose of this paper is to open a discourse on the use of modern experimental design methods to analyse Big Data in order to answer particular questions of interest. By appealing to a range of examples, it is suggested that this perspective on Big Data modelling and analysis has wide generality and advantageous inferential and computational properties. In particular, the principled experimental design approach is shown to provide a flexible framework for analysis that, for certain classes of objectives and utility functions, delivers near equivalent answers compared with analyses of the full dataset under a controlled error rate. It can also provide a formalised method for iterative parameter estimation, model checking, identification of data gaps and evaluation of data quality. Finally, it has the potential to add value to other Big Data sampling algorithms, in particular divide-and-conquer strategies, by determining efficient sub-samples.

Sampling Methods for Exploring Between Subject Variability in Cardiac Electrophysiology Experiments

Between-subject and within-subject variability is ubiquitous in biology and physiology and understanding and dealing with this is one of the biggest challenges in medicine. At the same time it is difficult to investigate this variability by experiments alone. A recent modelling and simulation approach, known as population of models (POM), allows this exploration to take place by building a mathematical model consisting of multiple parameter sets calibrated against experimental data. However, finding such sets within a high-dimensional parameter space of complex electrophysiological models is computationally challenging. By placing the POM approach within a statistical framework, we develop a novel and efficient algorithm based on sequential Monte Carlo (SMC). We compare the SMC approach with Latin hypercube sampling (LHS), a method commonly adopted in the literature for obtaining the POM, in terms of efficiency and output variability in the presence of a drug block through an in-depth investigation via the Beeler-Reuter cardiac electrophysiological model. We show improved efficiency via SMC and that it produces similar responses to LHS when making out-of-sample predictions in the presence of a simulated drug block.

Work Stress and Early Atherosclerosis: Do Genetic Background and Pre-Employment Risk Factors Explain Conflicting Findings?

According to the models conceptualizing work stress, increased risk of health problems arise when high job demands co-occur with low job control (the demand-control model) or the efforts invested by the employee are disproportionately high compared to the rewards received (effort-reward imbalance model). This study examined the association between work stress and early atherosclerosis with particular attention to the role of pre-employment risk factors and genetic background in this association. The subjects were young healthy adults aged 24-39 who were participating in the 21-year follow-up of the ongoing prospective "Cardiovascular Risk in Young Finns" study in 2001-2002. Work stress was evaluated with questionnaires on demand-control model and on effort-reward model. Atherosclerosis was assessed with ultrasound of carotid artery intima-media thickness (IMT). In addition, risk for enhanced atherosclerotic process was assessed by measuring with heart rate variability and heart rate. Pre-employment risk factors, measured at age 12 to 18, included such as body mass index, blood lipids, family history of coronary heart disease, and parental socioeconomic position. Variants of the neuregulin-1 were determined using genomic DNA. The results showed that higher work stress was associated with higher IMT in men. This association was not attenuated by traditional risk factors of atherosclerosis and coronary heart disease or by pre-employment risk factors measured in adolescence. Neuregulin-1 gene moderated the association between work stress and IMT in men. A significant association between work stress and IMT was found only for the T/T genotype of the neuregulin-1 gene but not for other genotypes. Among women an association was found between higher work stress and lower heart rate variability, suggesting higher risk for developing atherosclerosis. These associations could not be explained by demographic characteristics or coronary risk factors. The present findings provide evidence for an association between work stress and atherosclerosis in relatively young population. This association seems to be modified by genetic influences but it does not appear to be confounded by pre-employment adolescent risk factors.

Investigating variation in bus ridership rates within localised areas of a sub-tropical city

This thesis makes a significant contribution to knowledge and understanding of 'Human Travel Behaviour' in relation to transportation research. It holds some important merits that have not been proposed before. It develops a new, comprehensive and meaningful relationship that includes bus transit ridership change due to weather variables, seasonality and transit quality of service within a single daily ridership rate estimation model. The research incorporated both temporal and spatial influences on ridership within a modelling structure, named as the Nested Model Structure. It provides a complete picture of ridership variation across the sub-tropical city of Brisbane, Australia.

Basin Scale Water Resources Systems Modeling Under Cascading Uncertainties

Global change in climate and consequent large impacts on regional hydrologic systems have, in recent years, motivated significant research efforts in water resources modeling under climate change. In an integrated future hydrologic scenario, it is likely that water availability and demands will change significantly due to modifications in hydro-climatic variables such as rainfall, reservoir inflows, temperature, net radiation, wind speed and humidity. An integrated regional water resources management model should capture the likely impacts of climate change on water demands and water availability along with uncertainties associated with climate change impacts and with management goals and objectives under non-stationary conditions. Uncertainties in an integrated regional water resources management model, accumulating from various stages of decision making include climate model and scenario uncertainty in the hydro-climatic impact assessment, uncertainty due to conflicting interests of the water users and uncertainty due to inherent variability of the reservoir inflows. This paper presents an integrated regional water resources management modeling approach considering uncertainties at various stages of decision making by an integration of a hydro-climatic variable projection model, a water demand quantification model, a water quantity management model and a water quality control model. Modeling tools of canonical correlation analysis, stochastic dynamic programming and fuzzy optimization are used in an integrated framework, in the approach presented here. The proposed modeling approach is demonstrated with the case study of the Bhadra Reservoir system in Karnataka, India.

Estresse no trabalho e pressão arterial: reflexões metodológicas sobre linearidade e operacionalização da exposição

O modelo demanda-controle proposto por Karasek caracteriza as situações de estresse no ambiente laboral que é definido pela alta exigência no trabalho resultante da combinação do efeito da demanda psicológica no trabalho (estressores) e moderadores do estresse, especialmente a capacidade de tomar decisões (controle). Existem diversas formas de operacionalizar a exposição (alta exigência no trabalho) descritas na literatura. No entanto, não há consenso sobre qual a melhor operacionalização. Outra questão negligenciada pela maioria dos autores é a forma funcional da curva exposição-resposta ou não linearidade da associação. Entre os desfechos avaliados em estudos sobre os efeitos do estresse no trabalho, usando o modelo demanda-controle, estão as doenças cardiovasculares, como a hipertensão arterial. Contudo, os resultados relatados parecem conflitantes sobre a associação entre o estresse no trabalho e a hipertensão arterial. Os objetivos deste trabalho são estudar a associação entre o estresse no trabalho e aumento da pressão arterial/hipertensão arterial usando as diferentes formas de operacionalização do estresse no trabalho e avaliar a curva exposição-resposta quanto à linearidade. O trabalho é um estudo seccional desenvolvido na população do Estudo Pró-Saúde que é composta por servidores públicos de uma universidade no Rio de Janeiro. Modelos de regressão usando diferentes distribuições foram usados para estimar a associação entre a alta exigência no trabalho e a pressão arterial/hipertensão arterial. Funções não lineares foram utilizadas para investigar a linearidade da associação entre a exposição e os desfechos. Os resultados sugerem que a relação entre a dimensão controle e a pressão arterial seja não linear. Foram observadas associações significativas entre alta exigência no trabalho e pressão arterial sistólica e diastólica para algumas formas de operacionalização da exposição, quando analisados separadamente. No entanto, quando analisadas de forma conjunta por meio do modelo de resposta bivariada não foi encontrada associação. Também não foi encontrada associação entre a alta exigência no trabalho e hipertensão arterial para nenhuma forma de operacionalização da exposição. Os modelos estatísticos com melhor ajuste foram aqueles em que a exposição foi operacionalizada por meio de quadrantes gerados pela mediana de cada uma das dimensões e de forma dicotômica com termo de interação entre demanda psicológica e controle. Neste estudo estas foram as formas mais adequadas de operacionalização. Os resultados também mostram que a associação entre a dimensão controle e a pressão arterial é não linear. Conclui-se que não há garantia de linearidade da associação entre estresse no trabalho e pressão arterial e que essa associação pode ser influenciada pela forma de operacionalização da exposição e do desfecho ou da estratégia de modelagem.

Demanda e controle no trabalho e hipertensão arterial: validade dimensional e meta-análise

O modelo demanda e controle de Karasek, elaborado na década de 1970, postula que os trabalhadores expostos a situações de alta exigência no trabalho, decorrente da combinação entre altas demandas psicológicas e baixo controle sobre o processo de trabalho, tem maior risco de apresentar eventos em saúde relacionados ao estresse, em particular doenças cardiovasculares. Os objetivos desta tese incluíram: avaliar propriedades psicométricas do instrumento Demand-Control-Support Questionnaire (DCSQ) e conduzir uma meta-análise dos estudos publicados sobre a associação entre alta exigência no trabalho e hipertensão arterial. Três artigos foram elaborados. O primeiro artigo avaliou a validade dimensional e consistência interna da versão brasileira do instrumento DCSQ, quando aplicado a trabalhadores de um hospital e nove restaurantes no Rio de Janeiro. O segundo artigo comparou as propriedades psicométricas do DCSQ no contexto dos trabalhadores de hospital no Brasil e na Suécia. O terceiro artigo apresentou uma meta-análise dos estudos de associação entre alta exigência no trabalho e hipertensão arterial. Os resultados evidenciaram que o instrumento DCSQ tem estrutura tridimensional e equivalente nas versões brasileira e sueca (original), representada por demandas psicológicas, uso de habilidades e autonomia para a decisão. O modelo de melhor ajuste excluiu a dimensão apoio social no trabalho e o item trabalho repetitivo (uso de habilidades). A meta-análise revelou que os estudos foram heterogêneos, a população-alvo foi restrita a países da Europa, EUA e Japão, sem evidência de associação entre alta exigência no trabalho, demanda e controle, e hipertensão arterial.

Estresse ocupacional segundo o modelo demanda-controle e suas repercussões na saúde do trabalhador de enfermagem: análise das variações de cortisol salivar

O objeto de estudo foi o estresse no trabalho e os níveis de cortisol salivar. O objetivo geral foi avaliar a associação entre estresse no trabalho e variações de cortisol salivar de trabalhadores de Enfermagem inseridos na assistência hospitalar no Rio de Janeiro. A hipótese do estudo foi que existe associação entre trabalhadores expostos à alta exigência no trabalho e as variações de cortisol salivar. Trata-se de estudo epidemiológico observacional analítico seccional, realizado em hospital estadual localizado no Rio de Janeiro com amostra de 103 trabalhadores. Para avaliação dos aspectos psicossociais do trabalho, utilizou-se o questionário Job Content Questionnaire. O cortisol salivar foi medido através da coleta de 04 amostras de cada participante em um dia do plantão: ao acordar, 30 minutos depois, às 12h e 18 h. A coleta de dados foi realizada entre março e abril de 2012. Utilizou-se o programa SPSS 18.0 para análise dos dados. As dimensões demanda psicológica e controle e a subtração foram utilizadas sob a forma contínua nas análises de correlação com as covariáveis e desfecho. Os níveis de cortisol foram quantificados por meio de cinco índices: o cálculo da área sob a curva em relação ao zero ou base (AUCg), área sob a curva em relação ao aumento (AUCi), o aumento médio (MnInc), a excreção do cortisol no período pós acordar (AUCtrab) e a área sob a curva em relação ao zero ou base do ciclo diurno (AUCCD). Para avaliar a associação entre as covariáveis e exposição e desfecho utilizou-se os testes de Mann Whitney e Kruskall-Wallis. As covariáveis associadas à exposição ou ao desfecho com nível de significância de 20% (p≤0,20) foram testadas no modelo de regressão linear. Realizada análise de correlação utilizando-se o coeficiente de correlação de Spearmans. Como resultado encontrou-se que os trabalhadores de Enfermagem obtiveram médias para demanda psicológica e controle que tendem para o limite superior, bem como para a subtração, caracterizando alta demanda e alto controle, ou seja, trabalho ativo. O valor médio de cortisol observado ao acordar, 30 minutos após, 12h e 18h foi de 5,82 nmol/L) (4,86), 16,60 nmol/L ( 8,31), 7,49 nmol/L ( 6,97) e 3,93 nmol/L ( 3,15), respectivamente. O aumento do cortisol entre o acordar e 30 minutos após foi em média de 64%. Já para os índices de cortisol adotados observa-se o valor médio da MnInc, AUCg, AUCi, AUCtrab e AUCCD foi de 10,78 nmol/L (6,99), 5,61 nmol/L ( 2,92) 2,69 nmol/L ( 1,75), 32,51 nmol/L ( 21,99) e 107,99 nmol/L ( 61,63), respectivamente. Este estudo demonstrou que os níveis de cortisol salivar livre não estão associados à alta exigência no trabalho, mesmo quando ajustadas pelas possíveis variáveis de confusão ou modificadoras de efeito. A hipótese do estudo não foi confirmada. Os dados obtidos neste estudo revelaram aspectos importantes dos riscos psicossociais a que estão expostos os trabalhadores de Enfermagem durante o processo de trabalho, oferecendo subsídios para que sejam implementados programas de orientação e promoção à saúde do trabalhador e fornecem um contributo para entender os caminhos biológicos pelos quais o estresse no trabalho influencia a saúde.

Estresse no trabalho de enfermeiros que atuam em hospitais privados segundo o modelo demanda-controle

O objeto de estudo foi os níveis de demanda psicológica e controle sobre o trabalho de enfermeiros que atuam em hospitais privados. O objetivo geral avaliar os níveis de demanda psicológica e controle sobre o trabalho de enfermeiros que atuam em hospitais privados de acordo com o Modelo Demanda-Controle. Trata-se de um estudo transversal realizado com 69 enfermeiros (n=69) que atuam em diversos hospitais privados. Para caracterização da amostra utilizou-se o Questionário Sociodemográfico e para avaliar os aspectos psicossociais do trabalho o Job Content Questionnaire. A coleta de dados foi entre os meses de setembro e outubro de 2014. Para análise dos dados utilizou-se o programa SPSS 18.0 e o programa Microsoft Excel Office 2010. Os principais resultados encontrados na amostra estudada foram a predominância do sexo feminino (78,3%), com idade entre 24 e 47 anos de idade sendo maioria com a idade entre 20 e 29 anos, 50,7% relataram ser casados. Quanto à exposição ao estresse o estudo demonstrou que a amostra possui trabalho de alta exigência (56,5%) e trabalho ativo (53,6%). Diante do exposto, conclui-se que a amostra é de trabalhadores que possuem Alta exigência e Alto controle caracterizando trabalho ativo, o que seria o ideal no trabalho do enfermeiro, embora nem todos os âmbitos de atuação deste profissional permita tal liberdade, dado a aspectos inerentes da profissão, por exemplo, a fragmentação dos processos de trabalho, a burocratização, rotinização, hierarquia rígida dentre outros. Entende-se que novos estudos utilizando este modelo de instrumento podem contribuir para o conhecimento das reais condições de trabalho dos enfermeiros, com foco nos aspectos psicossociais, que são potenciais estímulos para o estresse no trabalho. Este conhecimento nos remete a uma reflexão mais aprofundada da saúde do trabalhador de enfermagem no âmbito hospitalar, além de nos permitir refletir sobre as mudanças necessárias para a redução das demandas psicológicas no trabalho permitindo maior autonomia e versatilidade na execução das tarefas, que podem contribuir para melhoria da qualidade de vida no trabalho, consequentemente melhoria na assistência prestada.

Contribuição à confiabilidade de estacas tipo raiz através de um estudo de provas de carga estáticas com aplicação da teoria bayesiana.

Atualmente, o assunto de segurança em fundações tem despertado a atenção de diversos pesquisadores. Muitos entendem ser ultrapassada a utilização, pura e simples, de fatores de segurança em obras geotécnicas. O tratamento determinístico nos projetos de fundações não corresponde às variações e incertezas geradas em todo o processo de investigação do subsolo e processo executivo da fundação, sendo ainda o projeto de fundações um fim de linha de uma longa fila de disciplinas que a precedem e que geram também incertezas nas informações de esforços de suas estruturas e solicitações nas fundações. Porém, são as fundações as primeiras a serem executadas em qualquer obra civil. Este aspecto tem levado à necessidade crescente de verificar também a probabilidade de ruína da fundação por meio da chamada análise de confiabilidade. Com o objetivo de contribuir com a discussão sobre o emprego da análise de confiabilidade, as orientações da norma e o aprimoramento de modelos de cálculo, esta dissertação apresenta, através da aplicação em um estudo de caso, os diferentes aspectos de segurança abordados em projetos de fundações. Procura-se destacar dois tipos básicos de incertezas: aquelas inerentes à variabilidade espacial das propriedades do solo e as decorrentes do modelo de cálculo. Nesta pesquisa são procedidas inicialmente as extrapolações das curvas das provas de carga, que resultarão nos valores da função de Verossimilhança, para a atualização por Bayes. Numa segunda etapa se procede à estimativa da capacidade de carga a priori por alguns métodos consagrados e amplamente utilizados no Brasil. A atualização da estimativa da capacidade de carga é, a seguir, realizada através da metodologia de Bayes, sendo esta uma aplicação de conceitos da probabilidade condicional. A ideia de se proceder a estas duas alternativas de análise à priori foi norteada por duas motivações distintas: i) contribuir para a prática, pelo procedimento de combinação de informações num caso real bem documentado, conforme proposto por Vrouwenvelder (1992) e ii) motivar discussão de opiniões polêmicas de engenheiros de fundações brasileiros em relação à adoção de um fator de segurança inferior a 2 no caso de provas de carga especificadas na fase de projeto.

A simplified mathematical approach for modelling stack ventilation in multi-compartment buildings

A simple mathematical model of stack ventilation flows in multi-compartment buildings is developed with a view to providing an intuitive understanding of the physical processes governing the movement of air and heat through naturally ventilated buildings. Rules of thumb for preliminary design can be ascertained from a qualitative examination of the governing equations of flow, which elucidate the relationships between 'core' variables - flow rates, air temperatures, heat inputs and building geometry. The model is applied to an example three-storey office building with an inlet plenum and atrium. An examination of the governing equations of flow is used to predict the behaviour of steady flows and to provide a number of preliminary design suggestions. It is shown that control of ventilation flows must be shared between all ventilation openings within the building in order to minimise the disparity in flow rates between storeys, and ensure adequate fresh air supply rates for all occupants. © 2013 Elsevier Ltd.

基于度量工具的软件成本估算模型使用方法

输入的主观性以及输入过多是妨碍软件成本估算模型实际应用效果的重要影响因素.针对以上问题,提出了一种基于度量工具的软件成本估算模型使用方法.该方法通过引入统计理论中的工具变量,将度量工具所采集的度量元数据自动转换为软件成本估算模型的输入.这一方面可以避免模型校准和估算过程中输入的主观性与不一致性,提高了估算结果的准确性与可靠性;另一方面能减少估算人员的手工操作,提高工作效率,增加了软件成本估算模型的可用性.结合具体实例说明了所提出方法的可行性与有效性.

基于神经网络的水泥生料配料多目标优化设计方法

为了降低生料成分的不确定性给水泥生料质量控制系统带来的影响,提出了率值补偿的控制策略.分别为三率值创建目标函数,并利用状态空间搜索策略解决多目标优化问题.针对初始样本空间不能覆盖所有样本的问题,提出了基于神经网络的估算模型,对初始样本空间进行拓扑.通过估价函数对状态空间中的状态量进行评价,得到最优的率值状态量;根据率值对原料配比进行调整,最后使率值偏差得到补偿,同时使给配比造成的波动最小.工业实验结果表明,生料的质量合格率由原来的30%提高到50%,该系统能有效地对配料过程进行优化控制.证明了基于神经网络的状态空间搜索策略为水泥生料配料多目标寻优问题提供了一种可行的方法。

面向任务的机器人语言的实现

本文提出的面向任务的机器人语言是为移动机器人提供的一种编程工具。利用环境描述语言和其他灵活的人机对话方式建立环境模型;根据各种不同的性能指标,规划出最佳路径;根据安全等因素自动规划出最佳路径上的行走参数;对来自传感器的信息进行处理,以确定机器人实际位置及障碍情况;引导机器人沿规划好的路径行走,纠正偏差或重新选择避障路径。